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深部煤炭资源采选充绿色化开采理论与技术 被引量:139
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作者 张吉雄 张强 +3 位作者 巨峰 周楠 李猛 孙强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期377-389,共13页
深部煤炭资源开采已势在必行,但面临更加复杂的开采环境、更加危险的开采扰动诱导潜在灾变过程。结合深部煤炭开采"四高一扰动"的挑战与充填开采在岩层控制等方面的技术优势,总结分析了深部充填开采面临的五大技术难题,提出... 深部煤炭资源开采已势在必行,但面临更加复杂的开采环境、更加危险的开采扰动诱导潜在灾变过程。结合深部煤炭开采"四高一扰动"的挑战与充填开采在岩层控制等方面的技术优势,总结分析了深部充填开采面临的五大技术难题,提出深部煤炭资源采选充绿色化开采构想,即直接在井下构建煤炭开采、煤矸分选与矸石就地充填一体化生产系统,形成深部煤炭采选抽充防协同生产模式,实现深部煤炭及伴生资源的安全高效及绿色开采。该构想的初步技术体系已基本形成,并在平煤集团十二矿、开滦集团唐山矿等深部矿井建立了示范工程或基地。后续将继续深入开展深部充填开采岩层控制等6个基础理论方面的研究工作,创新采选充绿色化系统布置、自动化充填、物料大流量输送、煤矸智能分选等7项关键技术,形成深部煤炭资源采选充绿色化开采的系列理论与技术体系,为实现深部资源绿色化开采提供可靠基础。 展开更多
关键词 深部资源 充填开采 采选充 岩层控制 绿色化开采
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我国西北煤炭开采中的水资源保护基础理论研究进展 被引量:115
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作者 张东升 李文平 +2 位作者 来兴平 范钢伟 刘卫群 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期36-43,共8页
围绕西北煤炭开采中水资源保护基础理论研究中的关键科学问题,介绍了西北煤田地层结构特征、采动覆岩结构与隔水层稳定性时空演变规律和水资源保护性采煤机理与控制理论等方面的研究进展情况。构建了西北矿区不同生态地质环境类型生态-... 围绕西北煤炭开采中水资源保护基础理论研究中的关键科学问题,介绍了西北煤田地层结构特征、采动覆岩结构与隔水层稳定性时空演变规律和水资源保护性采煤机理与控制理论等方面的研究进展情况。构建了西北矿区不同生态地质环境类型生态-水-煤系地层空间赋存结构模型,分析了浅表层水分布特征与水循环运移规律;提出了覆岩裂隙表述和重构方法,构建了上位隔水层-中位阻隔层-下位基本顶结构协同变化模型和渐序变化模型;构建了该区初/复采煤层保水开采技术适用性分类方法体系,探索了新式短壁保水采煤方法,为构建基于水资源保护的西北煤炭科学开采方法体系奠定基础。 展开更多
关键词 西北 保水开采 地层结构 适用性分类 短壁采煤
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邯峰矿区深部煤炭资源勘查方法与模式 被引量:6
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作者 林中月 曹代勇 +2 位作者 李小明 张继坤 魏迎春 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期15-18,共4页
针对我国深部煤炭资源现状及深部煤田勘查所面临的困难和挑战,以邯郸峰峰矿区(以下简称邯峰矿区)为例,分析了影响深部勘查工程的煤田构造特征、勘查手段及勘查模式。强调浅部资料及钻探工程在矿区深部勘查中应用的重要性,对深部勘查工... 针对我国深部煤炭资源现状及深部煤田勘查所面临的困难和挑战,以邯郸峰峰矿区(以下简称邯峰矿区)为例,分析了影响深部勘查工程的煤田构造特征、勘查手段及勘查模式。强调浅部资料及钻探工程在矿区深部勘查中应用的重要性,对深部勘查工程的钻探深度、布孔方式、钻孔信息获取三方面的特点进行了系统总结。在综合分析的基础上,建立了以邯峰深部勘查区为例的老矿区深部煤炭资源勘查模式,即充分利用浅部生产矿井资料,以钻探工程为主,辅助其他多种勘查手段的综合勘查模式。 展开更多
关键词 深部煤炭资源 邯郸峰峰矿区 勘查方法 勘查模式
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河北省煤炭资源利用与现状 被引量:3
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作者 姬春旭 曹代勇 《中国煤炭》 北大核心 2007年第4期23-24,22,共3页
论述了河北省煤炭在一次能源生产和消费结构中的比例及与全国的对比,煤炭与GDP、城市化率的相关关系,煤炭的生产能力现状和需求现状。在总结河北省煤炭利用方面存在的主要问题的基础上,提出了相应的对策和建议。
关键词 资源利用 煤炭 河北省
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短壁胶结充填开采房式遗留煤柱采场结构稳定性控制研究
5
作者 张云 张龙 +6 位作者 来兴平 曹胜根 杨彦斌 刘永孜 詹睿 白立丞 叶昊 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第6期357-372,共16页
房式开采遗留煤柱资源的呆滞和矿山固体废弃的排放严重制约着我国煤炭行业的绿色低碳转型升级。为此,以陕北矿区板定梁煤矿为工程背景,提出了一种"时序协同−煤柱置换"的短壁胶结充填采煤回收煤柱的工艺。首先基于极限强度理论... 房式开采遗留煤柱资源的呆滞和矿山固体废弃的排放严重制约着我国煤炭行业的绿色低碳转型升级。为此,以陕北矿区板定梁煤矿为工程背景,提出了一种"时序协同−煤柱置换"的短壁胶结充填采煤回收煤柱的工艺。首先基于极限强度理论,对房式开采遗留煤柱回收的安全应力进行核算;其次采用数值模拟研究自然垮落法管理顶板回收遗留煤柱过程中的失稳特征及顶板破断对采场稳定性的影响,建立短壁胶结充填采场力学模型,求解出确保直接顶不发生破断的临界充填体强度;最终开展力学试验分析胶结充填体的力学特性、破坏特征及微观特征,并结合实际工程提出了一套完整的短壁胶结充填采煤设计方法。结果表明:板定梁煤矿遗留煤柱安全应力值为11.78 MPa,具备安全回收的条件;基于自然垮落法管理顶板回收遗留煤柱的应力、塑性区分布特征及顶板破断分析,发现在回收过程中可能会引发“多米诺”链式失稳效应,并伴随有顶板大面积破断;并进一步提出短壁胶结充填采煤技术置换遗留煤柱,计算得到采场直接顶不发生垮落的临界充填体强度为8.97 MPa;基于此,获取充填材料中煤矸石∶粉煤灰∶水泥∶水的最优配比为3∶3∶1∶1,该配比下矸石颗粒级配较优越,水化产物致密填充骨料间隙,有效减少了孔隙率,显著提升力学性能,可满足板定梁煤矿安全回收煤柱需求;并对试验回收区域的短壁胶结充填采煤工作面生产系统和关键参数进行了可行性设计,并提出确保充填效果的控制措施。研究成果为我国煤炭行业“资源回收−生态保护−固废利用”一体化绿色低碳转型发展提供了可复制的工程范式。 展开更多
关键词 短壁胶结充填采煤 煤柱稳定性 弹性地基梁 房式开采 遗留煤柱
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煤炭开采对煤层底板变形破坏及渗透性的影响 被引量:28
6
作者 孟召平 王保玉 +3 位作者 徐良伟 吴志远 白刚 路波涛 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期39-43,共5页
煤层底板变形破坏除受地质因素控制外,还受开采因素影响。通过试验和理论分析,系统研究了煤炭开采对回采工作面底板应力、应变和破坏及渗透性的影响。研究结果表明,不同岩性岩石的渗透性在全应力–应变过程中为应变的函数,在微裂隙闭合... 煤层底板变形破坏除受地质因素控制外,还受开采因素影响。通过试验和理论分析,系统研究了煤炭开采对回采工作面底板应力、应变和破坏及渗透性的影响。研究结果表明,不同岩性岩石的渗透性在全应力–应变过程中为应变的函数,在微裂隙闭合和弹性变形阶段,岩石的原生孔隙和裂隙容易被压密,岩石的渗透率随应力的增加由大变小明显,当应力增大至极限强度时岩石试件破坏形成贯穿裂隙,岩石的渗透率迅速增大至最大,不同岩性岩石存在一定差异性;随着回采工作面推进,煤层底板岩层在横向上划分为原岩应力区、超前压力压缩区、采动矿压直接破坏区和底板岩体应力恢复区4个区。煤层底板岩体的渗透性随着煤炭开采底板岩体变形破坏而呈规律性变化。 展开更多
关键词 煤炭开采 煤层底板 变形破坏 渗透性
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煤炭开采与岩层运动 被引量:270
7
作者 钱鸣高 许家林 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期973-984,共12页
采矿是从地层内获取煤炭资源的过程,是一次对矿区地层的扰动,必然引起岩层运动和地层内应力场与裂隙场的改变,从而影响矿压显现、地下水流失和地表沉陷等安全与环境问题。因此,采动岩层运动及其对安全与环境的影响规律是煤炭开采的基础... 采矿是从地层内获取煤炭资源的过程,是一次对矿区地层的扰动,必然引起岩层运动和地层内应力场与裂隙场的改变,从而影响矿压显现、地下水流失和地表沉陷等安全与环境问题。因此,采动岩层运动及其对安全与环境的影响规律是煤炭开采的基础科学问题,对这些规律的认识将提高煤炭开采的科学性。由于采动岩层运动的复杂性,至今仍然有很多问题没有解决。介绍了采动覆岩运动的块体结构形式、岩层运动对工作面空间维护的影响、岩层运动对覆岩裂隙演化与地下水和地表沉陷等环境问题的影响、岩层运动对采动应力场影响等方面的研究进展与存在的主要问题,明确了岩层运动研究的重点和方向。结果表明:采动岩层运动是一种坚硬岩层破断前的应力集中和破断后形成块体的力学行为,坚硬岩层的破断和块体运动具有突变和不连续性,破断块体互相咬合可能形成"大变形"结构,块体咬合结构的S-R稳定性将对矿压显现、采动裂隙和地表沉陷等产生重要影响。岩层运动是一个"黑箱",目前仅仅在控制原理上得到解释,达到"灰箱"程度。因此,岩层控制在很多场合只能是"宏观"控制。"砌体梁"结构力学模型的建立明确了支护原理和支架工作阻力估算原则。一般情况下,按照4~8倍采高岩柱自重估算支架工作阻力可以满足工程需要,在大采高或薄直接顶、浅部开采、特殊压架条件等情况下支架工作阻力估算应采用上限,个别条件下单纯提高支架阻力仍无法彻底解决压架问题,还需配套实施相关工程措施加以防范。根据覆岩关键层破断块体结构的稳定性,将我国不同表土层条件下的地表沉陷划分为3种类型,提出应根据地表沉陷的不同类型进行预测、控制与选择复垦方法。关键层的赋存与破断特性对采动应力分布影响显著。目前,由于应力集中引起的事故比瓦斯事故更难以预防,为此,深部和构造应力集中区域只能开设试验矿井。 展开更多
关键词 岩层运动 “砌体梁”结构 关键层 块体运动 科学采矿
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沟谷地形下煤炭开采对地表径流的影响 被引量:11
8
作者 张广磊 鞠金峰 许家林 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1219-1226,共8页
以西部矿区沟谷地形开采条件为背景,采用理论分析和模拟试验的方法,建立岩层移动与潜水位下降的关系,就沟谷地形下煤炭开采对地表径流的影响进行了探讨。结果表明:在采动裂隙未破坏潜水含水层的条件下,其储水盆地形态和汇水面积将受开... 以西部矿区沟谷地形开采条件为背景,采用理论分析和模拟试验的方法,建立岩层移动与潜水位下降的关系,就沟谷地形下煤炭开采对地表径流的影响进行了探讨。结果表明:在采动裂隙未破坏潜水含水层的条件下,其储水盆地形态和汇水面积将受开采沉陷影响而发生改变,从而影响到地表径流分布和区域水系环境。随着地下开采强度的不断增大,沟谷地形下开采引起的地表径流分布将出现"稳定"、"衍生"、"转移"、"恶化"4种类型。当采高和开采面积均较小时,潜水位及地表径流水位下降不明显,故整个区域水系环境变化不大;当采高较大而开采面积相对含水层面积较小时,采煤不会造成潜水位明显下降,但会引起地表沉陷,从而造成开采区域潜水位埋深变浅,当开采区域存在沟谷地形时,由于地势较低潜水易出露地表,从而衍生出新的地表径流;随着开采面积相对含水层面积逐渐增大,采煤会造成潜水位明显下降,进而开采区域之外原有地表径流流量减小甚至消失,而开采区域存在沟谷地形且地表沉陷足够大时潜水出露,地表径流转移至开采区域;最后,采高和开采面积进一步增大时,潜水位大幅下降,直至地表径流全部消失,转移至地下储存,区域生态环境趋于恶化。研究结果可为西部干旱半干旱地区的保水采煤实践提供理论依据。 展开更多
关键词 沟谷地形 地表径流 岩层移动 潜水位 保水采煤 绿色开采
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煤炭地下气化热-力耦合作用下条带开采数值模拟研究 被引量:8
9
作者 黄温钢 王作棠 +1 位作者 夏元平 辛林 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期16-23,共8页
煤炭地下气化条带开采适应强,且有助于围岩稳定控制,应用前景良好。为研究地下气化热-力耦合作用下条带开采过程中燃空区围岩的温度场、应力场和位移场的演化规律,采用COMSOL Multiphysics对贵州盘江山脚树矿4号煤层地下气化条带开采进... 煤炭地下气化条带开采适应强,且有助于围岩稳定控制,应用前景良好。为研究地下气化热-力耦合作用下条带开采过程中燃空区围岩的温度场、应力场和位移场的演化规律,采用COMSOL Multiphysics对贵州盘江山脚树矿4号煤层地下气化条带开采进行了数值模拟,并对气化开采和常规开采后的围岩应力和变形特征进行了对比分析。结果表明:随着气化工作面推进,围岩体内部约2 m区域的温度先升高后降低,温度传导范围一直呈扩大趋势,最大影响范围为10~12 m,温度在顶板中的传导范围最大,两侧煤体次之,底板最小。地下气化高温会在燃空区围岩体中产生热应力,导致地下气化条带煤柱所受垂直应力要明显高于常规开采的,并使燃空区悬露面、煤柱与顶底板交界面均承受水平压应力。燃空区邻近区域的顶底板位移趋势与常规的相同,但顶底板深部的位移则出现相反情况,即顶板上移、底板下沉。燃空区围岩的水平位移量明显大于常规条带开采的,且开采区域的左侧围岩体向左水平移动,右侧围岩体向右水平移动。地下气化条带开采过程中直接顶变形的波动幅度明显大于常规开采的,并在有煤体支撑的区域出现上移现象,其模型顶部岩层出现了整体上移现象,且其变形量大于常规开采的,说明地下气化过程中形成的热应力能一定程度上阻止覆岩的下沉变形。数值模拟结果可为地下气化条带开采的工程设计提供理论指导。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 条带开采 热-力耦合 温度场 应力场 位移场
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山西省煤炭开采总量的环境制约模型研究 被引量:1
10
作者 曹代勇 吴见 +4 位作者 张永东 张继坤 魏迎春 李晶 杨柳 《中国矿业》 北大核心 2009年第1期64-67,共4页
随着煤炭资源开采对环境造成影响日趋严重,煤炭开采环境问题受到广泛关注,在这方面的研究不断增多,新的研究方法和研究思路不断出现,但研究范围主要集中于环境影响分析和生态承载力评价,从环境制约角度合理地确定煤炭开采总量,目前尚属... 随着煤炭资源开采对环境造成影响日趋严重,煤炭开采环境问题受到广泛关注,在这方面的研究不断增多,新的研究方法和研究思路不断出现,但研究范围主要集中于环境影响分析和生态承载力评价,从环境制约角度合理地确定煤炭开采总量,目前尚属空白。本文定量分析了资源环境对煤炭开采的承受能力,从水资源和土地资源两个因素建立综合评价模型,估算了山西省煤炭开采的总量。 展开更多
关键词 煤炭开采总量 环境制约 评价模型
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中国残留煤资源分布特征研究 被引量:1
11
作者 黄温钢 王作棠 许豫 《中国矿业》 北大核心 2015年第10期4-9,共6页
受限于资源条件和技术水平等因素,长期以来我国形成了大量残留煤资源。对1949~2014年期间国内残留煤的资源量进行了估算,并对其分布情况、赋存条件和煤质等进行了预测。根据成因和特点,将我国残留煤资源可划分为“三下”残留煤资源... 受限于资源条件和技术水平等因素,长期以来我国形成了大量残留煤资源。对1949~2014年期间国内残留煤的资源量进行了估算,并对其分布情况、赋存条件和煤质等进行了预测。根据成因和特点,将我国残留煤资源可划分为“三下”残留煤资源、薄煤层残留煤资源、保护性煤柱残留煤资源、因条件复杂而无法开采的残留煤资源和采空区残留煤资源等五种类型。1949~2014年期间,我国累计生产煤炭666.19亿t(不含港、澳、台),露天和井工开采分别占6.47%和93.53%。经估算,我国当前的残留煤资源总量达1390.80亿t,其中99.45%(1383.19亿t)由井工开采形成,各类煤矿的资源平均采出率仅为32.39%。我国残留煤资源在华北地区分布最多(38.86%),主要位于8001TI以浅区域(85.50%),且以烟煤为主(76.23%)。 展开更多
关键词 残留煤 特征 资源量 分布情况 赋存条件 煤质
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新疆煤矿安全双控协同管理机制与效果研究
12
作者 王伟 《中国煤炭》 北大核心 2024年第S2期1-10,共10页
以新疆维吾尔自治区煤矿安全双重预防控制(简称“安全双控”)机制的构建与实施为研究对象,采用公共管理学中的Bryson跨部门合作分析框架(Bryson模型),对新疆地区煤矿安全协同机制的建立与运作进行了深入探讨。研究选取了H煤矿作为案例,... 以新疆维吾尔自治区煤矿安全双重预防控制(简称“安全双控”)机制的构建与实施为研究对象,采用公共管理学中的Bryson跨部门合作分析框架(Bryson模型),对新疆地区煤矿安全协同机制的建立与运作进行了深入探讨。研究选取了H煤矿作为案例,通过对其安全双控实证分析,评估了安全双控协同机制建立后的绩效结果。此外,通过对新疆维吾尔自治区2011-2015年与2018-2022年煤矿事故数据的对比分析,安全双控协同机制的建立显著降低了年度煤矿事故数量和死亡人数,显示出了明显的安全绩效提升。 展开更多
关键词 煤矿安全管理 安全双控 协同管理 跨部门合作
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急倾斜夹持煤体承载特征及地面斜井压裂防冲方法
13
作者 于斌 李勇 +8 位作者 彭明贤 高瑞 杨文连 李明 邰阳 尚子榆 丁俊 苗伟东 赵鸿杰 《煤炭学报》 北大核心 2025年第6期2773-2788,共16页
我国西北部地区作为“一带一路”沿线的重要枢纽,同时作为国家煤炭资源的主产区,其能源安全保障意义重大。受复杂地质构造演化影响,该区域广泛发育急倾斜煤层。独特的地质赋存条件导致这类煤层开采过程中形成特殊的顶底板“夹持”结构,... 我国西北部地区作为“一带一路”沿线的重要枢纽,同时作为国家煤炭资源的主产区,其能源安全保障意义重大。受复杂地质构造演化影响,该区域广泛发育急倾斜煤层。独特的地质赋存条件导致这类煤层开采过程中形成特殊的顶底板“夹持”结构,采场冲击地压灾害频发。然而,当前对“夹持”作用下煤体应力与能量分布仍缺乏定量分析,现有防治技术存在明显局限。为此,构建了基于Timoshenko梁理论的急倾斜悬臂顶板弹性支撑力学模型,结合Winkler弹性地基支撑力与挠度的定量关系,推导出煤体荷载与能量分布解析式,量化分析了顶板悬臂长度、厚度及倾角对两者的影响。创新提出了地面斜井区域压裂改造“夹持”结构、调控应力环境的冲击地压防治新方法,初步明确了该方法的防冲机理与效果。研究表明:煤体荷载与能量峰值随顶板悬臂长度和厚度的增加显著提升。悬臂长度由15m增至45m,煤体峰值荷载增长13倍,能量增加168倍;顶板厚度由10m增至22m,荷载与能量峰值分别增至11.5×10^(9)N和3.9×10^(10)J,且峰值位置向远离煤壁端偏移。相比之下,岩层倾角对煤体荷载与能量分布影响较小。地面斜井区域压裂通过构建网格化裂缝,将完整顶板分割为规则岩段,使覆岩运动模式由传统悬顶结构周期性破断转变为压裂岩段沿裂缝面滑移失稳,从根本上弱化了顶底板对煤层的“夹持”作用,并将顶板破断动载由突发性冲击转变为渐进式释放,有效削弱了冲击地压风险。压裂后形成“采动-压裂”协同破裂效应,使致冲关键层提前破断,消除大跨度悬顶结构,缩短悬顶时间,煤层剪切应力峰值降低41.9%。此外,压裂裂缝的“通道”效应促进覆岩裂隙发育高度增加31.4m,垮落矸石量增多,碎胀性作用下采空区充填质量增强,形成更稳定的“矸石-顶板”承载体系,有效抑制顶板弯曲变形,促使覆岩应力通过矸石向底板岩体转移。 展开更多
关键词 急倾斜煤层 冲击地压 煤体荷载与能量 地面斜井区域压裂 覆岩裂隙
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岩石循环加载和分级加载损伤破坏声发射实验研究 被引量:72
14
作者 李楠 王恩元 +3 位作者 赵恩来 马衍坤 许福乐 钱伟华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1099-1103,共5页
对循环加载和分级加载条件下岩石损伤破坏全过程的声发射规律和频谱特性进行了研究。结果表明,声发射与载荷变化或岩体变形破裂密切相关。循环加载过程中当载荷超过前期最大值时声发射信号增强,卸载阶段声发射信号随卸载过程逐渐减少,... 对循环加载和分级加载条件下岩石损伤破坏全过程的声发射规律和频谱特性进行了研究。结果表明,声发射与载荷变化或岩体变形破裂密切相关。循环加载过程中当载荷超过前期最大值时声发射信号增强,卸载阶段声发射信号随卸载过程逐渐减少,岩石的应力记忆特性具有明显的Felicity效应。分级加载时,当应力增加时声发射信号明显增多,应力稳定在低水平时基本不产生声发射信号;在高水平时,由于岩石内部损伤程度高,有零星声发射信号产生。岩石加载初期声发射主频较低,卸载阶段主频先增高后降低,恒载阶段主频最低,破裂阶段主频增高且主频带变宽,并出现次主频现象。 展开更多
关键词 循环加载 分级加载 声发射 频谱分析
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不同温度作用下砂岩热开裂的实验研究 被引量:58
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作者 左建平 谢和平 +1 位作者 周宏伟 彭苏萍 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期1150-1155,共6页
砂岩的热开裂研究具有广泛的工程背景,本文实时在线观察和研究了不同温度作用下平顶山砂岩的热开裂:温度低于150℃时,砂岩几乎不发生热开裂;温度从150℃升高到300℃过程中大量的热开裂发生.而不同的矿物成分发生热开裂的阈值温度不完全... 砂岩的热开裂研究具有广泛的工程背景,本文实时在线观察和研究了不同温度作用下平顶山砂岩的热开裂:温度低于150℃时,砂岩几乎不发生热开裂;温度从150℃升高到300℃过程中大量的热开裂发生.而不同的矿物成分发生热开裂的阈值温度不完全相同,因此热开裂的阈值温度或者阈值温度范围只具有统计意义.砂岩热开裂主要与矿物成分的热学与力学性质有关,除了受到矿物热膨胀不匹配及热膨胀各向异性的影响,更重要的还受到矿物颗粒形状的影响,如热开裂多发生在矿物颗粒的短轴方向、优势结晶取向、颗粒奇异界面等,且热开裂的分布具有随机性.实验还观察到砂岩表面微缺陷发生闭合的全过程,在冷却过程也有微裂纹形成等现象. 展开更多
关键词 温度 砂岩 热开裂 实验研究 阈值温度
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大同矿区双系煤层开采煤柱影响下的强矿压显现机理 被引量:87
16
作者 于斌 刘长友 +1 位作者 杨敬轩 刘锦荣 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期40-46,共7页
针对大同矿区石炭系煤层8105工作面过上覆侏罗系煤层采空区留设煤柱时的强矿压显现特征,采用理论与现场实测分析相结合的方法,对侏罗系煤层采空区煤柱的应力影响规律与石炭系煤层顶板的垮裂带范围进行了分析,得到了双系煤层开采煤柱... 针对大同矿区石炭系煤层8105工作面过上覆侏罗系煤层采空区留设煤柱时的强矿压显现特征,采用理论与现场实测分析相结合的方法,对侏罗系煤层采空区煤柱的应力影响规律与石炭系煤层顶板的垮裂带范围进行了分析,得到了双系煤层开采煤柱影响条件下工作面强矿压显现的“煤柱一覆岩运动”联合作用机理。研究表明:侏罗系煤层采空区留设煤柱的水平与垂直应力较高,达10.5~13.5MPa,应力集中区深度为40~70m,剪应力波及范围达180131;8105工作面顶板的垮裂带高度为150~170m;工作面过煤柱时的强矿压显现是由采空区煤柱与煤层顶板垮裂运动联合作用的结果。 展开更多
关键词 大同矿区 双系煤层 采空区煤柱 强矿压 应力影响 电磁成像
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煤矿“采选充+X”绿色化开采技术体系与工程实践 被引量:75
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作者 张吉雄 张强 +3 位作者 巨峰 周楠 李猛 张卫清 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期64-73,共10页
煤炭接续资源多在深部和优质资源多在西部并存的现状使得深部与西部开采成为煤炭资源开发的新常态,绿色矿山建设、绿色矿业发展与绿色化开采推进已势在必行。本文提出了煤炭资源"采选充+X"绿色化开采技术构想,即直接在井下构... 煤炭接续资源多在深部和优质资源多在西部并存的现状使得深部与西部开采成为煤炭资源开发的新常态,绿色矿山建设、绿色矿业发展与绿色化开采推进已势在必行。本文提出了煤炭资源"采选充+X"绿色化开采技术构想,即直接在井下构建煤炭开采、煤矸分选、矸石充填与"岩层移动主动控制、沿空留巷、瓦斯抽采、灾害防治、保水开采"一体化生产系统,形成了煤炭"采选充+X"(控、留、抽、防、保)协同生产模式;明确了"采选充+X"绿色化开采技术的内涵与技术框架,阐述了"采选充+X"的四代演化历程,分析了其践行绿色化的技术优势,给出了科学化的工程设计方法;阐述了5类典型"采选充+X"技术对应的技术原理、工程需求、设计流程与方法、关键技术及工艺装备等。工程实践分别证明了采选充+控、采选充+留、采选充+抽等"采选充+X"技术具有的显著技术优势与工程示范效应。未来"采选充+X"绿色化开采将延伸采选充+处、采选充+智、采选充+调、采选充+协等技术模式。整体形成的"采选充+X"技术体系,可为实现煤炭及伴生资源绿色化开采提供有力的技术支持。 展开更多
关键词 煤及伴生资源 绿色化开采 煤矸分选 采选充+ 充填开采
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煤矿矸石井下分选协同原位充填开采方法 被引量:82
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作者 张吉雄 巨峰 +2 位作者 李猛 周楠 张强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期131-140,共10页
煤矿开采伴随着矸石等固废排放和采场矿压与地表沉陷控制问题,推进煤矿绿色开发将是从源头上保护矿区生态环境的重要手段,统筹考虑煤炭采掘、原煤加工和固废排放的关系对于建设绿色矿山尤为重要,而煤矿井下采-选-充协同将是从根本上解... 煤矿开采伴随着矸石等固废排放和采场矿压与地表沉陷控制问题,推进煤矿绿色开发将是从源头上保护矿区生态环境的重要手段,统筹考虑煤炭采掘、原煤加工和固废排放的关系对于建设绿色矿山尤为重要,而煤矿井下采-选-充协同将是从根本上解决上述问题的技术途径。基于此,在充分考虑采煤、分选和充填基础上,以井下分选为核心,围绕充填开采方法构建了煤矿矸石井下分选协同原位充填开采模式,阐述了煤矿井下采、选、充系统的时空协同关系,揭示了“就近分选+原位充填”的科学内涵,实现了充填能力与分选能力匹配、采充系统与分选系统布置、采充工艺与分选工艺组织和矸石物流运输与调控4个方面的协同;提出了实现不同目标层次的煤矿矸石井下分选协同原位充填开采技术体系,主要包括全粒级分选、煤矸分离和毛煤排矸3个不同等级的井下煤矸分选技术和实现采场矿压与地表沉陷控制、矸石处理和资源回收不同目标的井下原位充填技术2个方面;分析评价了新型跳汰分选、旋流器分选、重介浅槽分选、动筛跳汰分选和γ射线分选5种井下煤矸分选方法的适用性,给出了煤矿矸石井下分选方法选择流程,确定了煤矿矸石井下分选系统及巷硐布置要求,探讨了煤矿井下全粒级分选的发展方向;提出了全采全充、全采局充、局采局充和局采全充4种典型充填开采方法,明确了4种典型充填开采方法的定义、系统布置及技术优势,形成了充填开采方法选择流程,进一步对比分析了4种典型充填开采方法的地表沉陷与采场矿压控制效果。研究成果为实现煤矿煤炭开采、井下分选和矸石处理集约化提供技术借鉴,进一步丰富我国煤矿绿色开采的技术体系。 展开更多
关键词 绿色开采 充填开采方法 矸石分选 原位充填
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煤实验最短自然发火期的快速测试 被引量:28
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作者 王德明 亓冠圣 +3 位作者 戚绪尧 辛海会 仲晓星 窦国兰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2239-2243,共5页
基于煤实验最短自然发火期确定煤的自燃倾向性是一种科学、可靠的鉴定方法。但由于在实验室测试煤在绝热条件下的实验最短自然发火期周期长,难以实现测试的标准化,此方法的应用受到限制。因此研究煤实验最短自然发火期的快速测试方法具... 基于煤实验最短自然发火期确定煤的自燃倾向性是一种科学、可靠的鉴定方法。但由于在实验室测试煤在绝热条件下的实验最短自然发火期周期长,难以实现测试的标准化,此方法的应用受到限制。因此研究煤实验最短自然发火期的快速测试方法具有重要意义。通过理论分析与实验研究,确定70℃时煤样罐出气口的氧气体积分数(C70)与交叉点温度(Tcpt)是分别能体现出煤在低温缓慢氧化阶段及快速氧化阶段氧化升温特性的特征参数。通过程序升温测试煤低温氧化过程的特征参数C70指标和Tcpt指标,实现了煤实验最短自然发火期的快速测试。基于程序升温测试得到的实验最短自然发火期与绝热测试结果的一致性表明了此方法的准确性、可靠性及基于实验最短自然发火期确定煤的自燃倾向性的可行性。 展开更多
关键词 实验最短自然发火期 自燃倾向性 耗氧 交叉点温度
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煤矿开采中的岩层应力分布与变形移动的DDA模拟 被引量:19
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作者 鞠杨 左建平 +2 位作者 宋振铎 田鹭璐 周宏伟 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期268-273,共6页
应用DDA数值方法模拟分析了深部煤矿开采中上覆岩层的应力场变化和变形移动规律,并与相似物理模型试验进行了对比。结果表明:DDA法可以有效地模拟出上覆岩层的应力场变化趋势和变化范围、不连续块体的变形和位移、岩层垮落和“离层”现... 应用DDA数值方法模拟分析了深部煤矿开采中上覆岩层的应力场变化和变形移动规律,并与相似物理模型试验进行了对比。结果表明:DDA法可以有效地模拟出上覆岩层的应力场变化趋势和变化范围、不连续块体的变形和位移、岩层垮落和“离层”现象。数值模拟结果与模型实验结果相吻合。 展开更多
关键词 非连续变形分析(DDA) 应力 变形移动 岩层 数值模拟 深部开采
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